考虑堵片影响的筒式武器后喷流场研究
2021-09-23丁宁郭保全常亚李鑫波朱家萱
火炮发射与控制学报 2021年3期
丁宁,郭保全,常亚,李鑫波,朱家萱
(1.中北大学 机电工程学院,山西 太原 030051;2.中北大学 火炮技术研究中心,山西 太原 030051)
筒式武器在击发后,瞬间生成大量火药燃气,火药燃气冲破后喷堵片从喷管尾部流出,在后方形成复杂的气固耦合流场,并伴随有高冲击波、高温火焰、高速堵片等危险现象,对炮手安全造成极大的隐患[1-3]。研究筒式武器后喷流场对优化筒式武器安全性能,保证炮手安全具有重要意义,因此,近年来得到了相关学者广泛关注。
目前,国内外学者采用仿真分析和试验分析的方法对筒式武器后喷流场开展了大量研究。庞春桥等[4]通过试验的方法测试了某无后坐炮的后喷超压、热流等,并结合概率模型得到了人员在不同危险源作用下的创伤概率。张磊等[5-7]研究了单兵筒式武器液态平衡发射过程,通过仿真和试验验证了液态平衡体对尾喷流场的消焰、消烟、降噪作用。王杨等[8]研究了无后坐炮整个流场的发展过程,以及火炮超压峰值分布特点。马宏伟[9]通过解析解法和试验的方法研究了反坦克火箭筒在发射后堵片的后抛速度,并提出了减少后喷危险界的可行方法。但是,国内外学者在对筒式武器后喷流场数值仿真研究时,一般对后喷堵片作出忽略假设,不考虑其对后喷流场的影响。
笔者采用Ansys Fluent流体计算软件,建立筒式武器后喷流场仿真模型,采用6DOF动网格技术,研究了筒式武器在不同破膜压力、不同堵片质量等条件下发射时后喷流场冲击波压强变化规律以及堵片运动规律。……
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